Question

9．小剛所在的物理興趣小組利用如圖甲所示進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)研究：測(cè)定額定電壓為“3.8V”小燈泡的額定功率及定值電阻R的阻值．
①閉合S₁、S₂、斷開S₃，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到表中三組數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，則R=7.5Ω
②若在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表突然損壞，改組同學(xué)手邊有多余②電流表但無(wú)電壓表，為了測(cè)定小燈泡的額定功率，小剛靈機(jī)一動(dòng)，設(shè)計(jì)了如圖乙所示電路圖，并進(jìn)行如下操作：
A．調(diào)節(jié)滑片至阻值最大處，并同時(shí)閉合S₁、S₂、S₃；
B．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至電流表A₁的示數(shù)為0.48A（此空結(jié)果保留兩位小數(shù)），記下電流表A示數(shù)如圖丙所示，此時(shí)小燈泡的額定功率為1.872W．

	1	2	3
電壓U/V	2.2	2.4	3
電流I/A	0.20	0.25	0.3

Answer 1

分析 ①由電路圖可知，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)串聯(lián)電路的電流，分別根據(jù)其兩端的電壓和對(duì)應(yīng)的電流利用歐姆定律求出電阻，再利用多次測(cè)量求出平均值算出電阻R的阻值．
②圖丙中，三個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，燈泡和電阻R并聯(lián)，因此兩端電壓相等；知道燈泡的額定電壓和定值電阻的阻值，由此求出通過(guò)定值電阻的電流；
電流表A測(cè)量的是干路電流，等于支路電流之和，從而確定了電流表A選擇的量程和讀數(shù)，也能求出通過(guò)燈泡的電流，最后根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定功率．

解答 解：①由表格數(shù)據(jù)可知，電阻R的阻值分別為：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.20A}$=7.5Ω；R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.4V}{0.32A}$=7.5Ω；R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.40A}$=7.5Ω
所以電阻的阻值為：R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{7.5Ω+7.5Ω+7.5Ω}{3}$=7.5Ω．
②丙圖中，當(dāng)同時(shí)閉合S₁、S₂、S₃時(shí)，燈泡L和定值電阻R并聯(lián)，兩端電壓相等；
當(dāng)燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓3.6V時(shí)，定值電阻兩端電壓也等于3.6V；
此時(shí)通過(guò)定值電阻的電流，也就是電流表A₁的示數(shù)為：I₁=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.6V}{7.5Ω}$=0.8A；
電流表A測(cè)量的是干路電流，因此它的電流值要大于A₁的示數(shù)，所以它選擇的是0～3A量程，丁圖中電流表的讀數(shù)為1A；
因此通過(guò)小燈泡L的電流I′=1A-0.48A=0.52A；
所以小燈泡的額定功率P=UI′=3.6V×0.52A=1.872W．
故答案為：①7.5；②0.48；1.872．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合了伏安法測(cè)電阻和測(cè)功率，考查電阻、電流以及電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)電路結(jié)構(gòu)的分析．